4 Тиристоры

Тиристор – это полупроводниковый прибор с тремя и более p–n переходами, ВАХ которого имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

Основное назначение тиристоров – переключение.

4.1 Динисторы

Динистор – это неуправляемый тиристор с тремя переходами.

Обозначение:

VD

о о Пример: КН 102А

А

Iа

p₁ + Э1 R_Н

ЭП1 _

n₁ Б1

_ + о +

Uа КП _ Е_ВН о _Еа

p₂ Б2 Е_ВНЕШН

+

ЭП2 _

n₂ Ө Э2

К

ЭП1, ЭП2 – эмиттерные переходы

Э1, Э2 – высоколегированные эмиттеры

КП – коллекторный переход (образован слаболегированными базами Б1 и Б2)

Принцип действия динистора основан на использовании физических явлений: инжекция, экстракция и лавинный пробой.

Если на аноде плюс, то протекающий через динистор ток Iа смещает эмиттерные переходы в прямом направлении, а КП – в обратном (смотри знаки на рисунке).

При малом анодном напряжении практически все оно выделяется на обратно смещенном КП, имеющем большое сопротивление. Эмиттеры при этом не инжектируют. Динистор закрыт.

С ростом анодного напряжения возникает инжекция ОНЗ через эмиттерные переходы (дырки из Э1 перемещаются в Б1, электроны из Э2 – в Б2). Инжектированные в базу ОНЗ становятся ННЗ. Для них суммарное поле (Евнешнее + Евн) является ускоряющим – возникает экстракция (дырки из Б1 перебрасываются суммарным полем в Б2, а электроны из Б2 в Б1). В результате концентрация ОНЗ в базах растет, следовательно, растет проводимость КП, а значит, будет уменьшаться его сопротивление и толщина.

Но рост анодного напряжения сопровождается ростом напряженности электрического поля КП. При определенном значении напряжения (Uа=Uавкл) напряженность поля становиться очень высокой, а толщина КП очень незначительной, в результате чего происходит лавинный пробой КП, анодный ток резко возрастает, базы динистора при этом насыщаются ОНЗ, динистор включается. ВАХ динистора

Iа

С

Uпр

Iауд В

Iавкл А

Iко

О Uа

Uавкл

Д

а) Участок ОА (Uа < Uавкл):

ВАХ динистора напоминает ВАХ обратно смещенного перехода.

Iа = Iко - обратный ток КП, инжекции нет, динистор закрыт.

б) Участок АВ (Uа > Uавкл):

В точке А происходит пробой динистора => Iа => Gкп =>Rкп ,

следовательно уменьшается и падение напряжения на этом

сопротивлении, т.е. возникает участок с отрицательным

дифференциальным сопротивлением. Динистор открывается.

в) В точке В создается минимальное напряжение на динисторе (все три

перехода смещены в прямом направлении и их сопротивления малы).

Uпр=(1,5÷2)В – падение напряжения на трех прямо смещенных

переходах.

Участок ВС напоминает ВАХ прямо смещенного перехода.